JP6393694B2 - Stirring blade and stirring device - Google Patents
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- B01F27/1111—Centrifugal stirrers, i.e. stirrers with radial outlets; Stirrers of the turbine type, e.g. with means to guide the flow with a flat disc or with a disc-like element equipped with blades, e.g. Rushton turbine
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Description
本願は、日本国特願2013−270311号に基づく優先権を主張し、引用によって本願明細書の記載に組み込まれる。 This application claims the priority based on Japanese Patent Application No. 2013-270411, and is incorporated into the description of this specification by reference.
本発明は、混合を目的とした撹拌翼及びこれを備えた撹拌装置に関する。 The present invention relates to a stirring blade for mixing and a stirring device including the stirring blade.
従来、被撹拌物を撹拌する撹拌装置として、例えば円筒形状の撹拌槽と、該撹拌槽の中心部に配された撹拌軸と、該撹拌軸の下部側に取り付けられた撹拌翼とを備えたものが知られている。 Conventionally, as a stirring device for stirring an object to be stirred, for example, a cylindrical stirring tank, a stirring shaft arranged at the center of the stirring tank, and a stirring blade attached to the lower side of the stirring shaft are provided. Things are known.
また、この種の撹拌装置に備えられた撹拌翼としては、撹拌軸に取り付けられる板状部材と、該板状部材の外周側に固定された複数枚の平板状の羽根部とを備えたものが知られている。かかる撹拌装置によれば、撹拌軸が軸芯を中心に回転すると、撹拌翼が撹拌軸と共に回転し、この回転により、被撹拌物が撹拌されて混合される。 In addition, the stirring blade provided in this type of stirring device includes a plate-like member attached to the stirring shaft, and a plurality of plate-like blade portions fixed to the outer peripheral side of the plate-like member. It has been known. According to such a stirring device, when the stirring shaft rotates around the shaft core, the stirring blade rotates together with the stirring shaft, and the object to be stirred is stirred and mixed by this rotation.
しかし、このような撹拌翼を用いて被撹拌物の撹拌を行った場合、平板状の羽根部の裏側に大量のキャビティが生じることがある(キャビテーション)。そうすると、撹拌効率が低下するおそれがある。 However, when the object to be stirred is stirred using such a stirring blade, a large amount of cavities may be formed on the back side of the flat blade portion (cavitation). If it does so, there exists a possibility that stirring efficiency may fall.
そこで、羽根部の縦断面が該羽根部の反回転方向に向かって湾曲及び/または屈曲した形状を有するように構成された撹拌翼が提案されている(日本国特開2004−35724号公報参照)。かかる撹拌翼によれば、キャビテーションが抑制される。 In view of this, a stirring blade is proposed in which the longitudinal section of the blade portion is curved and / or bent toward the counter-rotating direction of the blade portion (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-35724). ). According to such a stirring blade, cavitation is suppressed.
しかし、日本国特開2004−35724号公報に示すような撹拌翼でも、羽根部の裏側にはキャビテーションが発生している。このため、キャビテーションの抑制が未だ十分とはいえない。また、撹拌翼が被撹拌物から受ける抵抗が比較的大きいため、その分だけ大きな駆動力を要する。このように、上記撹拌翼は、撹拌効率が十分とはいえず、撹拌効率がさらに向上された撹拌翼が要望されている。 However, even with a stirring blade as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-35724, cavitation occurs on the back side of the blade portion. For this reason, the suppression of cavitation is still not sufficient. Moreover, since the resistance which a stirring blade receives from a to-be-stirred object is comparatively large, the driving force corresponding to that much is required. Thus, the stirring blade cannot be said to have sufficient stirring efficiency, and a stirring blade with further improved stirring efficiency is desired.
本発明は、上記問題点に鑑み、撹拌効率が向上された撹拌翼及びこれを備えた撹拌装置を提供することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a stirring blade having improved stirring efficiency and a stirring device including the stirring blade.
本発明に係る撹拌翼は、撹拌装置に備えられた撹拌軸に取り付けられる撹拌翼であって、前記撹拌軸に取り付けられる板状の支持部と、該支持部の外周縁側に配された複数の羽根部とを備え、前記支持部は、第1の面と第2の面とを有し、前記各羽根部は、前記支持部における前記第1の面及び前記第2の面のうちの一方の面から突出する第1の羽根部と、前記支持部における前記第1の面及び前記第2の面のうちの他方の面から突出するとともに、第1の羽根部とは非対称とされる第2の羽根部と、前記第1の羽根部と前記第2の羽根部の少なくとも一方に形成される開口部とを含み、前記開口部は、前記第1の羽根部または前記第2の羽根部の根元側かつ径外側の所定領域が切り取られて形成され、被撹拌物が通過する空間を有する。 A stirring blade according to the present invention is a stirring blade attached to a stirring shaft provided in a stirring device, and includes a plate-like support portion attached to the stirring shaft, and a plurality of disposed on the outer peripheral edge side of the support portion. A blade portion, and the support portion has a first surface and a second surface, and each blade portion is one of the first surface and the second surface of the support portion. A first blade portion protruding from the surface of the first support portion, and a first blade portion protruding from the other surface of the first surface and the second surface of the support portion, and asymmetric with respect to the first blade portion. and 2 of the blade section, said saw including an opening formed on at least one of the first blade portion and the second blade portion, said opening portion, said first blade portion and the second blade A predetermined region on the base side and the outer side of the part is cut out to form a space through which the agitated object passes .
また、本発明に係る撹拌翼は、撹拌装置に備えられた撹拌軸に取り付けられる撹拌翼であって、前記撹拌軸に取り付けられる板状の支持部と、該支持部の外周縁側に配された複数の羽根部とを備え、前記支持部は、第1の面と第2の面とを有し、前記各羽根部は、前記支持部における前記第1の面及び前記第2の面のうちの一方の面から突出する第1の羽根部と、前記支持部における前記第1の面及び前記第2の面のうちの他方の面から突出するとともに、第1の羽根部とは非対称とされる第2の羽根部と、前記第1の羽根部と前記第2の羽根部の少なくとも一方に形成される開口部とを含み、前記支持部は円形に構成され、前記複数の羽根部は、支持部の円周方向に沿って所定の間隔をおいて設けられており、前記支持部の円周方向において隣り合う2つの羽根部のうち、一方の羽根部における前記第1の羽根部が前記支持部の第1の面に設けられるとともに、他方の羽根部における前記第1の羽根部が前記支持部の第2の面に設けられ、前記一方の羽根部における前記第2の羽根部が前記支持部の第2の面に設けられるとともに、前記他方の羽根部における前記第2の羽根部が前記支持部の第1の面に設けられることができる。 Further, the stirring blade according to the present invention is a stirring blade attached to the stirring shaft provided in the stirring device, and is disposed on the plate-like support portion attached to the stirring shaft and the outer peripheral side of the support portion. A plurality of blade portions, wherein the support portion has a first surface and a second surface, and each of the blade portions includes the first surface and the second surface of the support portion. The first blade portion protruding from one surface of the first protrusion and the other surface of the first surface and the second surface of the support portion, and asymmetric with the first blade portion. A second blade portion, an opening formed in at least one of the first blade portion and the second blade portion , the support portion is configured in a circular shape, and the plurality of blade portions are: The support portion is provided at a predetermined interval along the circumferential direction of the support portion. Of the two adjacent blade portions, the first blade portion in one blade portion is provided on the first surface of the support portion, and the first blade portion in the other blade portion is the support portion of the support portion. The second blade portion in the one blade portion is provided on the second surface of the support portion, and the second blade portion in the other blade portion is the support portion. Can be provided on the first surface.
また、非対称とされる第1の羽根部と第2の羽根部について、例えば、第1の羽根部が直線形状に形成され、第2の羽根部が湾曲形状に形成される構成を採用してもよい。 For the first blade portion and the second blade portion that are asymmetric, for example, a configuration in which the first blade portion is formed in a linear shape and the second blade portion is formed in a curved shape is adopted. Also good.
以下、本発明の第1実施形態に係る撹拌翼について、これが備えられる撹拌装置と共に図1〜図3を参照しつつ説明する。なお、図1においては、撹拌翼4を破線で概略的に示し、図2、図3において、撹拌翼4を詳細に示す。
Hereinafter, the stirring blade according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 together with a stirring device provided with the stirring blade. In FIG. 1, the
本実施形態の撹拌翼4を備えた撹拌装置1は、竪型撹拌装置である。この撹拌装置1は、被撹拌物(液体L)を収容する撹拌槽2と、該撹拌槽2内に回転可能に取り付けられた撹拌軸3と、該撹拌軸3に取り付けられた撹拌翼4と、撹拌軸3を回転させる駆動部5とを備えている。また、撹拌装置1は、撹拌槽2の底部22から撹拌槽2内に他の被撹拌物(気体G)を供給する気体供給部6をさらに備えている。なお、本実施形態では、撹拌槽2に収容された被撹拌物が液体L及び気体Gである。以下、気体Gを液体中に分散させる場合を例に挙げて説明するが、被撹拌物の種類は、特に限定されるものではない。また、液体Lには、比較的低粘度で流動性が高い液体の他、比較的高粘度で流動性が低い液体等も含まれる。
The stirring
撹拌槽2は、縦方向に長い円筒形状に形成されている。具体的には、撹拌槽2は、円筒状の直胴部21と、該直胴部21の下端に取り付けられた断面形状が半楕円または皿型形状等とされた底部22と、直胴部21の上端に取り付けられた断面形状が半楕円または皿型状等とされた頂部23とを備えている。また、撹拌槽2は、撹拌軸3の軸芯方向Aが鉛直方向(図1の上下方向)と一致するように、撹拌軸3を保持している。
The
撹拌軸3は、撹拌槽2の中心部に配されている。撹拌軸3の下端部は、撹拌槽2の底部22に設けられた軸受(不図示)を介して支持されている。一方、撹拌軸3の上端部は、撹拌槽2の頂部23よりも上方まで延出され、該頂部23よりも上方に配された駆動部5(ここでは、例えばモーターMとする。)に接続されている。撹拌軸3は、かかる駆動部5の駆動を受けて回転する。なお、撹拌軸3として、その下端部が何にも支持されていない構成を採用してもよい。また、撹拌軸3の下端部が底部22よりも下方まで延出され、該底部22よりも下方に配された駆動部5と接続されている構成を採用してもよい。
The stirring
図2、図3に示すように、撹拌翼4は、撹拌軸3に取り付け可能な円筒状のボス41と、該ボス41から撹拌軸3の径方向Bに延出している平板状で円形(円盤状又はドーナツ状)の支持部42と、該支持部42の周縁部(外周縁側)に取り付けられた複数の羽根部43とを備えている。支持部42と、ボス41及び羽根部43とは、それぞれ溶接等によって固定されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図2の(a)部分に示すように、ボス41は、撹拌軸3に挿通される貫通孔41aを有している。撹拌翼4は、該ボス41の貫通孔41aには撹拌軸3が挿通される。撹拌翼4は、ボス41と撹拌軸3とがねじ締結される、または溶接されること等によって、撹拌軸3に取り付けられるようになっている。
As shown in part (a) of FIG. 2, the
支持部42は、ボス41が中心に位置するように該ボス41の外周面から径方向Bの外周側に突出して形成されている。また、支持部42は、撹拌軸3の軸芯方向Aに対して直交するようにボス41に固定されている。ボス41の径方向Bにおける支持部42の長さは、撹拌槽2の半径等に応じて適宜設計することができ、特に限定されるものではないが、例えば、撹拌槽2の直径の20〜50%程度とされ得る。
The
図2の(a)部分に示すように、複数(図例では6つ)の羽根部43は、支持部42の円周方向に沿って所定の間隔をおいて配置されている。各羽根部43は支持部42の外周縁から径外方向には飛び出さないように配置され、本実施形態では各羽根部43の外周縁と支持部42の外周縁とは平面視で一致している。図2の(b)部分に示すように、羽根部43は、支持部42の一方の面である上面(第1の面)42aから突出するとともに、径方向視にて直線形状に形成される第1の羽根部43aと、支持部42の他方の面である下面(第2の面)42bから突出するとともに、径方向視にて湾曲形状に形成される第2の羽根部43bとを有している。また、羽根部43の一端側は支持部42に固定され、羽根部43の他端側は支持部42からある間隔をもって配置されている。そして、支持部42は、羽根部43が解放されている側に向かって回転される。
As shown in part (a) of FIG. 2, a plurality (six in the illustrated example) of
第1の羽根部43aが径方向視にて直線形状に形成され、第2の羽根部43bが径方向視にて湾曲形状に形成されていることから、両者43a,43bは支持部42を基準として非対称な形状となっている。第1の羽根部43aは、支持部42の厚さ方向における一方の面に固定されている。第2の羽根部43bは、支持部42の他方の面に固定されている。
Since the
第1の羽根部43aには、その一部に開口部44を有する。この開口部44は、図2に示すように、第1の羽根部43aの根元側かつ径外側の所定領域が直線状に切り取られて形成され、被撹拌物が通過する空間を有する。なお、この開口部44は、第2の羽根部43bに形成されていてもよい。すなわち、開口部44は第1の羽根部43aと第2の羽根部43bの少なくとも一方(一方又は両方)に形成され得る。第2の羽根部43bは、径方向視にて円弧状の湾曲形状に形成される。この湾曲形状は、円弧状に限らず、例えば、複数の直線状の部分が繋がって形成されるものであってもよい。
The
第2の羽根部43bが有する、前記円弧状の湾曲形状は、具体的には、図2(a)に表された、後退角度αを示す一点鎖線と平行な関係にある二つの端縁間で、一定の曲率半径(例えば図4の(b)部分に示す曲率半径m5)で湾曲する形状である。なお、本実施形態の第2の羽根部43bは一定の曲率半径m5で湾曲しているがこれに限定されず、例えば部分によって異なる曲率半径で湾曲した形状とすることもできる。具体的には、第2の羽根部43bの支持部42に固定されている側から第2の羽根部43bの端部側に向かって、部分的に曲率半径を異ならせた形状である。
Specifically, the arcuate curved shape of the
また、本実施形態の第2の羽根部43bは、前記後退角度αを示す一点鎖線に沿う方向では同一の曲率半径で形成されているがこれに限定されず、前記方向で異なる曲率半径とされることができる。具体的には、第2の羽根部43bにつき、支持部42の外周側から支持部42の中心側に向かって、曲率半径を変化させることもできる。
Further, the
また、第2の羽根部43bにおける曲率半径の中心側は、図4に示すように、第1の羽根部43a側、すなわち、支持部42側に位置している。つまり、第2の羽根部43bは支持部42に対して凹となる形状である。第2の羽根部43bは、曲率半径の中心側が支持部42側にされ、第2の羽根部43bの有する曲面が支持部42から離れる方向に突出するように形成されるので、支持板42が図示矢印方向(第2の羽根部43bの端部側方向)に回転した際、第1の羽根部43aの外周部を通過する被撹拌物の剥離渦が起こりにくくなる。
Further, as shown in FIG. 4, the center side of the radius of curvature of the
図2の(b)部分における羽根部43と円周方向に隣り合う他の羽根部43とは、第1の羽根部43aと第2の羽根部43bの位置が逆になっている。より具体的には、隣り合う2つの羽根部43のうち、一方の羽根部43(図2の(b)部分に示す羽根部43)は、第1の羽根部43aが支持部42の第1の面42aに形成されているが、他方の羽根部43の場合、第2の羽根部43bが支持部42の第1の面42aに形成されることになる。同様に、一方の羽根部43の第2の羽根部43bが支持部42の第2の面42bに形成されているが、他方の羽根部43の場合には、第1の羽根部43aが支持部42の第2の面42bに形成されることになる。
The position of the 1st blade |
また、第1の羽根部43aまたは第2の羽根部43bの間における開口部44の配置及び大きさも、特に限定されるものではなく、キャビテーションの抑制及び羽根部43の強度低下の抑制が図られるように、適宜設定することができる。例えば、開口部44を第1の羽根部43aまたは第2の羽根部43bにおける先端側に形成したり、径内側に形成したりすることもできる。また本実施形態では、開口部44が直線状に切り取られて形成されているが、曲線状に切り取られて形成されることもできる。また、周囲が囲まれた孔として開口部44を形成することもできる。また本実施形態では、第1の羽根部43aの1枚当たりで開口部44が1個形成されているが、複数形成することもできる。また、格子状や網状に開口部44を形成することもできる。なお、開口部44は大きく形成した方が撹拌翼4の駆動力(駆動トルク)を低減できる。
Further, the arrangement and size of the
羽根部43は、支持部42の径方向Bに対して回転方向下流側に傾斜して配されている。かかる下流側への傾斜角度、すなわち、羽根部43の内周側が後退している角度(後退角度)αは、例えば10〜40°に設定することができる。なお、径方向に対して羽根部43を傾斜させない構成を採用することも、羽根部43の内周側が前進しているような構成を採用することもできる。
The
続いて、本実施形態の撹拌翼4を備えた撹拌装置1の作用について説明する。まず、撹拌装置1の駆動部5を駆動して、第1及び第2の羽根部43a、43bが傾斜して突出している側が下流側となる方向(図2の(a)部分の反時計回り)に撹拌軸3を回転させると、撹拌槽2内において撹拌軸3を中心として、且つ該撹拌軸3と共に撹拌翼4が回転する。撹拌翼4が回転すると、第1の羽根部43aと、第2の羽根部43bとによって液体L及び気体Gがせん断されつつ混合される。
Then, an effect | action of the
このように撹拌翼4が回転したとき、羽根部43の回転方向下流側(前側)から上流側(後側)に向かって液体L及び気体G(被撹拌物)が開口部44を通過する。また、第1の羽根部43a及び第2の羽根部43bと、支持部42との隙間部分Sの被撹拌物が遠心力で開口部44へと移動した後、上記開口部44を通過する被撹拌物に合流して、羽根部43よりも外周側に分散される。前記のように、被撹拌物を遠心力による移動の後に合流させられることから、開口部44は、羽根部43の径外側の所定領域に形成することが好ましい。
When the
上記の通り、本実施形態の撹拌翼4は、支持部42と羽根部43とを備えている。羽根部43は、第1の羽根部43aと、第2の羽根部43bと、開口部44とを有する。
As described above, the
かかる構成によれば、上述したように、撹拌翼4の羽根部43が開口部44を有していることによって、キャビテーションが抑制される。加えて、かかる撹拌効率の向上によって、撹拌軸3の駆動に要する駆動力が低減されるため、撹拌軸3を比較的細くしたり、駆動部5を比較的小型化したりすることも可能となる。また、コストも低減される。また、従来よりも低トルクで高速回転での運転も可能となる。
According to this configuration, as described above, the cavitation is suppressed because the
また、本実施形態においては、第1の羽根部43aと、第2の羽根部43bが径方向視にて非対称に形成されている。さらに、円周方向に隣り合う2つの羽根部43のうち、一方の羽根部43における第1の羽根部43aが支持部42の第1の面42aに設けられるとともに、他方の羽根部43における第1の羽根部43aが支持部42の第2の面42bに設けられ、一方の羽根部43における第2の羽根部43bが支持部42の第2の面42bに設けられるとともに、他方の羽根部43における第2の羽根部43bが支持部42の第1の面42aに設けられている。そして、各第1の羽根部43aには開口部44が形成されている。
Moreover, in this embodiment, the 1st blade |
かかる構成によれば、仮に大量のガス存在下でキャビティが発生しても、隣り合う羽根部43の背面側のガス溜まり(キャビティ)が結合しにくくなる。したがって、例えば液体中にガスが大量に存在する場合においても動力低下及び撹拌性能の低下を抑えることが可能となる。
According to such a configuration, even if a cavity is generated in the presence of a large amount of gas, the gas reservoir (cavity) on the back side of the
また、上記の構成にすることにより、開口部44は、隣り合う2つの羽根部43のうち、一方の羽根部43においては、上側の第1の羽根部43aに形成され、他方の羽根部43においては、下側の第1の羽根部43aに形成されることになる。このように、開口部44が上下交互に配置されることにより、羽根部43の近傍に発生するガス溜まりを上下方向で分散することが可能となる。これによって、フラッディングが発生しにくくなる。フラッディングとは、羽根部43の近傍で隣り合うガス溜まりが結合し、羽根部43の機能が大幅に低下する現象である。
Further, with the above configuration, the
また、開口部44を上下交互に配置することで、流体の流れを一点に集中させることなく分散させることが可能になる。これにより、伝熱面での流速分布をより均等化でき、伝熱性能の向上が図られる。また、腐食性が高い機器において本発明が適用される場合には、流体の流れの一点集中化によるエロージョンの誘発をも防止できるようになる。
Further, by arranging the
次に、本実施形態の撹拌翼4に関して発明者が性能試験を行ったので、試験データを以下に示す。
Next, since the inventor performed a performance test on the
試験条件は以下の通りである。
試験槽 : 透明アクリル槽(槽内径310mm、2:1半楕円ボトム)
翼種 : 本実施形態の撹拌翼、(比較対象)汎用ディスクタービン翼
翼径124mm(槽径比40%、詳細は下記参照)
液種 : 水(密度1000kg/m3、粘度1cP)
水温 : 12℃
液量 : 26.1L
インターナル : 邪魔板-平板4枚(幅24.8mm)、通気ノズル1本
動力 : 1.0 kW/m3(無通気時)
回転数 : 本実施形態の撹拌翼627rpm(一定)、
汎用ディスクタービン翼350rpm(一定)
通気気体 : 試験実施箇所の周囲大気
通気量 : 0〜3vvmThe test conditions are as follows.
Test tank: Transparent acrylic tank (vessel inner diameter 310mm, 2: 1 semi-elliptical bottom)
Blade type: Stirring blade of this embodiment, (Comparison object) General-purpose disk turbine blade
Blade diameter 124mm (ratio of
Liquid type: Water (density 1000kg / m3, viscosity 1cP)
Water temperature: 12 ℃
Liquid volume: 26.1L
Internal: Baffle plate-4 flat plates (width 24.8mm), 1 ventilation nozzle Power: 1.0 kW / m3 (no ventilation)
Rotational speed: 627 rpm (constant) of the stirring blade of this embodiment,
General-purpose disc turbine blade 350rpm (constant)
Aeration gas: Ambient air around the test location Aeration volume: 0-3vvm
性能試験に供した本実施形態の撹拌翼4はステンレス鋼(SUS304)製で、図2(a)(b)及び図3に示す形状である。主要部分のサイズは以下の通りであり、図4(a)(b)に各部寸法(m1〜m7)の位置を示す。
・支持部42の直径 (m1): 124mm
・支持部42の板厚 (m2): 2mm
・第1の羽根部43a及び第2の羽根部43bの後退角度 (α): 30°
・第1の羽根部43aの先端から第2の羽根部43bの先端までの軸方向寸法 (m3): 22.5mm
・第1の羽根部43a及び第2の羽根部43bの、根元から先端までの図2(b)に示す一点鎖線間の寸法 (m4): 31.8mm
・第2の羽根部43bの支持部42側の面までの曲率半径 (m5): 49.2mm
・支持部42の外周縁から各羽根部43a,43bの径内側端縁までの、後退角度αの方向に沿う寸法 (m6): 31.9mm
・支持部42の外周縁から開口部44の径内側端縁までの、後退角度αの方向に沿う寸法 (m7): 13.5mmThe
-Diameter of support part 42 (m1): 124mm
・ Thickness of support part 42 (m2): 2mm
-Retraction angle of the
-Axial dimension from the tip of the
・ Dimension between the alternate long and short dash line shown in FIG. 2B from the root to the tip of the
-Curvature radius to the surface of the
・ Dimension along the direction of the receding angle α from the outer peripheral edge of the
-Dimension along the direction of the receding angle α from the outer peripheral edge of the
また、比較対象として用いた汎用ディスクタービン翼は、円盤状であるディスクの直径が99mmで、羽根はディスクの径方向に沿って配置された長方形板状のもので、ディスクの円周方向に等間隔で6つ配置され、羽根先端の径寸法が124mmであり、各羽根は縦寸法が25mm、横寸法が30mmである。 In addition, the general-purpose disk turbine blade used as a comparative object has a disk-like disk diameter of 99 mm, and the blades are rectangular plates arranged along the disk radial direction, such as in the disk circumferential direction. Six blades are arranged at intervals, the diameter of the blade tip is 124 mm, and each blade has a vertical dimension of 25 mm and a horizontal dimension of 30 mm.
性能試験は、無通気時の動力を両翼とも1.0 kW/m3とした上で、通気量を0〜3vvmに変化させて行った。図5に記載した上側のグラフは、通気量とkLa(総括物質移動容量係数)との関係を示すグラフである。kLaは数値が大きいほど、液体に対して気体が多く溶解することを示す。また、図5に記載した下側のグラフは、通気量と液体に伝達される動力(液体の単位体積当たり)との関係を示すグラフである。各グラフから明らかなように、通気量が同じ場合、比較対象である汎用ディスクタービン翼(グラフ上、四角プロットを結んだ線)に比べて本実施形態の撹拌翼4(同丸プロットを結んだ線)は、kLaが大きく、かつ、液体に伝達される動力が大きい(つまり、動力低下が小さい)ことが明白である。
The performance test was performed by changing the air flow rate from 0 to 3 vvm after setting the power during no ventilation to 1.0 kW / m3 for both wings. The upper graph shown in FIG. 5 is a graph showing the relationship between the air flow rate and kLa (overall mass transfer capacity coefficient). The larger the numerical value of kLa, the more gas is dissolved in the liquid. The lower graph shown in FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of ventilation and the power (per unit volume of liquid) transmitted to the liquid. As is clear from each graph, when the air flow rate is the same, the agitating
以上、本実施形態の撹拌翼4は汎用ディスクタービン翼よりも優れることが性能試験により裏付けられた。
As described above, it was confirmed by the performance test that the
本実施形態に係る撹拌翼4及び撹拌装置1は以上の通りであるが、本発明に係る撹拌翼及び撹拌装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることができる。また、本発明に係る撹拌翼4及び撹拌装置1の作用効果は、上記した作用効果に限定されるものでもない。
The
上記実施形態では、撹拌翼4として、羽根部43を円周方向に等間隔に6つ有する例を挙げたが、これに限定されるものではない。その他例えば、羽根部43の数量は、例えば等間隔に4〜8つの間で適宜設定することができる。また、羽根部43間の間隔を適宜異なるものに設定することもできる。
In the embodiment described above, an example in which six
また、上記実施形態では、頂部23側から底部22側に見て撹拌軸3及び撹拌翼4が反時計回りに回転する例を挙げたが、その他、撹拌軸3及び撹拌翼4が時計回りに回転する態様を採用してもよい。この場合、被撹拌物の流動について、上記実施形態とは逆の流動が得られる。
Moreover, in the said embodiment, although the stirring
また、本発明に係る撹拌翼及び撹拌装置が適用される用途は、特に限定されるものではない。例えば、本発明の撹拌翼及び撹拌装置は、気液の物質移動を伴う反応操作に使用される。かかる反応操作としては、水素添加反応槽、酸化反応槽等におけるガス吸収反応操作が挙げられる。その他、ゴム重合後の脱溶剤反応槽やフラッシュ晶出反応槽などにおける、蒸気が存在する中での反応操作等も挙げられる。さらに、分離・抽出操作にも使用され得る。 Moreover, the use to which the stirring blade and the stirring apparatus according to the present invention are applied is not particularly limited. For example, the stirring blade and the stirring device of the present invention are used for a reaction operation involving gas-liquid mass transfer. Examples of such a reaction operation include a gas absorption reaction operation in a hydrogenation reaction tank, an oxidation reaction tank or the like. In addition, a reaction operation in the presence of steam in a solvent removal reaction tank or a flash crystallization reaction tank after rubber polymerization can also be mentioned. Furthermore, it can also be used for separation / extraction operations.
本実施形態に関してまとめて記載する。本実施形態に係る撹拌翼4は、撹拌装置1に備えられた撹拌軸3に取り付けられる撹拌翼4であって、前記撹拌軸3に取り付けられる板状の支持部42と、該支持部42の外周縁側に配された複数の羽根部43とを備え、前記支持部42は、第1の面と第2の面とを有し、前記各羽根部43は、前記支持部42における前記第1の面及び前記第2の面のうちの一方の面から突出する第1の羽根部43aと、前記支持部42における前記第1の面及び前記第2の面のうちの他方の面から突出するとともに、第1の羽根部43aとは非対称とされる第2の羽根部43bと、前記第1の羽根部43aと前記第2の羽根部43bの少なくとも一方に形成される開口部44とを含む。
This embodiment will be described collectively. The
かかる構成によれば、第1及び第2の羽根部43a,43bと支持部42との隙間部分(S)の被撹拌物が遠心力で開口部44へと移動した後、上記開口部44を通過する被撹拌物に合流して、羽根部43よりも外周側に分散される。このような被撹拌物の流動により、第1及び第2の羽根部43a,43bと支持部42との隙間部分での被撹拌物の集合及び滞留が抑制されるため、キャビテーションを抑制することができる。また、開口部44を被撹拌物が通過する分だけ羽根部43が受ける抵抗が減少するため、撹拌翼4の駆動力を低減することもできる。
According to this structure, after the to-be-stirred thing of the clearance gap part (S) between the 1st and 2nd blade |
また、上記構成の撹拌翼4においては、前記支持部42は円形に構成され、前記複数の羽根部43は、支持部42の円周方向に沿って所定の間隔をおいて設けられており、前記支持部42の円周方向において隣り合う2つの羽根部43,43のうち、一方の羽根部43における前記第1の羽根部43aが前記支持部42の第1の面に設けられるとともに、他方の羽根部43における前記第1の羽根部43aが前記支持部42の第2の面に設けられ、前記一方の羽根部43における前記第2の羽根部43bが前記支持部42の第2の面に設けられるとともに、前記他方の羽根部における前記第2の羽根部が前記支持部の第1の面に設けられることができる。
Further, in the
かかる構成によれば、仮に大量のガス存在下でキャビティが発生しても隣り合う羽根部43,43の背面のキャビティ(ガス溜まり)が結合しにくくなり、例えば液体中にガスが大量に存在する場合においても動力低下及び撹拌性能の低下を抑えることが可能となる。
According to such a configuration, even if a cavity is generated in the presence of a large amount of gas, the cavities (gas reservoirs) on the back surfaces of the
また、非対称とされる第1の羽根部43aと第2の羽根部43bについて、例えば、第1の羽根部43aが直線形状に形成され、第2の羽根部43bが湾曲形状に形成される構成を採用してもよい。
In addition, for example, the
以上の通り、本実施形態によれば、撹拌効率が向上された撹拌翼43及びこの撹拌翼43を備えた撹拌装置1が提供される。
As described above, according to the present embodiment, the stirring
1:撹拌装置、2:撹拌槽、3:撹拌軸、4:撹拌翼、41:ボス部、41a:貫通孔、42:支持部、43:羽根部、43a:第1の羽根部、43b:第2の羽根部、44:開口部、α:傾斜角度、L:液体(被撹拌物)、G:気体(被撹拌物)、A:軸芯方向、B:径方向 1: stirring device, 2: stirring tank, 3: stirring shaft, 4: stirring blade, 41: boss portion, 41a: through hole, 42: support portion, 43: blade portion, 43a: first blade portion, 43b: Second blade part, 44: opening, α: inclination angle, L: liquid (object to be stirred), G: gas (object to be stirred), A: axial direction, B: radial direction
Claims (4)
前記撹拌軸に取り付けられる板状の支持部と、該支持部の外周縁側に配された複数の羽根部とを備え、
前記支持部は、第1の面と第2の面とを有し、
前記各羽根部は、
前記支持部における前記第1の面及び前記第2の面のうちの一方の面から突出する第1の羽根部と、
前記支持部における前記第1の面及び前記第2の面のうちの他方の面から突出するとともに、第1の羽根部とは非対称とされる第2の羽根部と、
前記第1の羽根部と前記第2の羽根部の少なくとも一方に形成される開口部とを含み、
前記開口部は、前記第1の羽根部または前記第2の羽根部の根元側かつ径外側の所定領域が切り取られて形成され、被撹拌物が通過する空間を有する撹拌翼。 A stirring blade attached to a stirring shaft provided in the stirring device,
A plate-like support portion attached to the stirring shaft, and a plurality of blade portions disposed on the outer peripheral edge side of the support portion,
The support portion has a first surface and a second surface,
Each of the blades is
A first blade portion protruding from one of the first surface and the second surface of the support portion;
A second blade portion that protrudes from the other surface of the first surface and the second surface of the support portion and is asymmetric with the first blade portion;
Look including an opening formed on at least one of said second blade section and the first blade part,
The opening is a stirring blade having a space in which a predetermined region on the base side and outside of the diameter of the first blade portion or the second blade portion is cut out and has a space through which an object to be stirred passes .
前記撹拌軸に取り付けられる板状の支持部と、該支持部の外周縁側に配された複数の羽根部とを備え、
前記支持部は、第1の面と第2の面とを有し、
前記各羽根部は、
前記支持部における前記第1の面及び前記第2の面のうちの一方の面から突出する第1の羽根部と、
前記支持部における前記第1の面及び前記第2の面のうちの他方の面から突出するとともに、第1の羽根部とは非対称とされる第2の羽根部と、
前記第1の羽根部と前記第2の羽根部の少なくとも一方に形成される開口部とを含み、
前記支持部は円形に構成され、
前記複数の羽根部は、前記支持部の円周方向に沿って所定の間隔をおいて設けられており、
前記支持部の円周方向において隣り合う2つの羽根部のうち、一方の羽根部における前記第1の羽根部が前記支持部の第1の面に設けられるとともに、他方の羽根部における前記第1の羽根部が前記支持部の第2の面に設けられ、前記一方の羽根部における前記第2の羽根部が前記支持部の第2の面に設けられるとともに、前記他方の羽根部における前記第2の羽根部が前記支持部の第1の面に設けられる撹拌翼。 A stirring blade attached to a stirring shaft provided in the stirring device,
A plate-like support portion attached to the stirring shaft, and a plurality of blade portions disposed on the outer peripheral edge side of the support portion,
The support portion has a first surface and a second surface,
Each of the blades is
A first blade portion protruding from one of the first surface and the second surface of the support portion;
A second blade portion that protrudes from the other surface of the first surface and the second surface of the support portion and is asymmetric with the first blade portion;
Including an opening formed in at least one of the first blade portion and the second blade portion,
The support portion is configured in a circular shape,
The plurality of blade portions are provided at predetermined intervals along the circumferential direction of the support portion,
Of the two blade portions adjacent in the circumferential direction of the support portion, the first blade portion in one blade portion is provided on the first surface of the support portion, and the first blade portion in the other blade portion. Is provided on the second surface of the support portion, the second blade portion in the one blade portion is provided on the second surface of the support portion, and the second blade portion in the other blade portion. 2 of the blade section that is provided on the first face of the support portion 撹拌翼.
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